苏教版必修2第一单元《化石燃料与有机化合物》教案

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1、 最新苏教版必修 2 第一单元《化石燃料与有机化合物》教 案 第 1 课时 天然气的利用 甲烷 【教学目标 】 ( 一 ) 知识技能： （ 1）掌握甲烷分子的空间结构特征,能够书写甲烷分子的结构式、电子式。 （ 2）掌握甲烷的化学性质。了解取代反应的特征。 （ 3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。 （ 4）了解烃、烷烃的概念及烷烃的通式。 ( 二 ) 过程方法： （ 1）通过对甲烷的正四面体结构的认识 ,掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析结构的方法。 （ 2）通过甲烷分子模型的分析

2、 ,学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。 ( 三 ) 情感态度与价值观： 通过实践活动、探究实验等 ,培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神 ,激发学生 学习化学的兴趣 ,探索新知识的欲望。 【教学难、重点 】 重点：甲烷的分子结构 、化学性质 难点：甲烷跟氯气的取代反应 【教学过程设计 】 ﹝展示﹞西气东输相关图片及神奇可燃冰。 【引入】介绍我国天然气资源 ,“西气东送”工程及其意义。介绍神奇的可燃冰。 西气东输是我国目前一项巨大的工程 , 输送的气体就是天然气 , 天然气的主要成分是甲 烷 , 目前 , 农

3、村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷 , 而且 , 科学家从海底发现了一种新能源 —“可燃冰” , 实际上是甲烷的水合物 , 据估计 , 可燃冰的贮存量能提供人类社会 1000 年的 能源使用 . 所以 , 为了合理开发并利用这些新能源 , 我们今天要来研究天然气的利用以及它的 主要成分甲烷的性质 . 【板书】一、甲烷 【展示】一瓶用排水集气法收集的纯净的甲烷气体 (集气瓶倒放 )。观察并叙述物理性质。 【板书】 1.物理性质 1 / 6 无色、无味的气体 ,密度比空气小 ,难溶于水。

4、 【探究活动】已知甲烷的密度在标准状况下是 0． 717g/L, 含碳 75％ ,含氢 25％ ,利用这些数 据怎样确定它的分子式？ 解析：甲烷的 Mr=0 ． 717g/L 22.4 L/mol=16.06 g/ mol 碳原子与氢原子的个数比为：（ 75％ /12）：（ 25％ /1） =1： 4 综合上述分析：可知甲烷的分子式为： CH 4 【讨论】（ 1）哪些实验事实说明 , 甲烷中含有氢元素？碳元素？你能设计一个实验吗？ （2）甲烷的燃烧实验现象能否说明甲烷分子中不含有氧元素？ 【实验设计】 点燃集气瓶中的甲烷气体 , 用一个 冷而干燥 的

5、烧杯罩在火焰上方 , 然后在集气 瓶中加入澄清石灰水。 【学生活动】观察现象并总结 : 火焰颜色是蓝色 , 烧杯壁上有水雾 , 澄清石灰水变浑浊 , 说明 产物是 H2O和 CO2 . 所以甲烷中一定含有 C元素和 H 元素 . 【提示】要测定分子式不仅要做定性实验 , 更要做定量实验。 【课堂练习 】①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。讨论分子里各原子在空间的分 布情况？ 分子式： CH 4 电子 式： 结构式 : 【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构 ,碳

6、原子位于正四面体的中心 ,4 个 氢原子分别位于正四面体的 4 个顶点上。 【过渡】既然我们了解了 CH 4 的结构 ,结构决定性质 ,那么甲烷具有哪些性质呢？ 【板书】 2.化学性质 甲烷的稳定性 在通常情况下 ,甲烷比较稳定 ,与强氧化剂（如酸性 KMnO 4 溶液）、强酸、强碱均不反 应。 ①甲烷的氧化反应 -可燃性 CH 4+2O2 CO 2+2H 2O 甲烷气体在空气或氧气中点燃 ,完全燃烧时生成二氧化碳和水 ,同时放出大量的热 ,还伴有淡 蓝色的火焰。 注意 ：

7、 2 / 6 点燃甲烷与空气或氧气的混合气体时 , 容易发生爆炸。因此 ,在点燃甲烷气体前 ,必须进 行纯度检验 ,只有纯度符合要求的甲烷气体才能点燃。 甲烷完全燃烧的生成物是 CO2 和 H2O。查阅资料了解 1 mol 甲烷在通常状况下完全燃 烧后放出的热量 ,写出甲烷燃烧的热化学方程式。 CH4（ g） +2O 2（ g）==CO 2（ g） +2H 2O（ l ） H =-890 kJ/mol 【探究质疑】 1. 在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？解析：还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫

8、化氢等。 2. 甲烷燃烧时 ,若氧气不充分 ,可能生成哪些产物？ 解析：除了生成水之外 ,还可能生成炭黑、 CO 、 ,其造成的危害主要是炭黑会导致管道堵 塞、气流不畅 ,严重时可能引起爆炸 ,生成的 CO 会导致人中毒。 3. 家用燃气灶若原来烧液化石油气（主要成分为 C3H 8） ,现要改烧天然气 ,应如何改造？ 解析：根据反应方程式： C3H8+5O 2 3CO2+4H 2O 和 CH 4+2O2 CO2+H 2O,可知等 体积的液化石油气和天然气分别完全燃烧时 ,液化石油气消耗氧气的量多 ,所以改造的方法是 增大燃气进气量或减小

9、空气进气量。 【设问】甲烷还有什么化学性质呢？ 【观察与思考】 甲烷与氯气反应 【提醒】重点观察部位：量筒内气体颜色的变化 , 量筒水面上升情况 , 量筒内壁的变化。 【回答】量筒内气体黄绿色褪去、有白雾 , 水位不断上升、内壁有油状物质生成。 【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。 【学生练习】学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的化学方程式。 3 / 6

10、 【强调】 有机化学的反应中往往发生副反应 , 所以在有机化学方程式中用箭号来代替等号 【讲述】甲烷与氯气发生了反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化 氢。由于氯化氢极易溶于水 , 产物中只有一氯甲烷是 气体 , 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷 都是不溶于水的液体 , 所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾 , 水位不断上升、内壁有油状物质生成。 【讲述】这种反应类型叫取代反应。 【板书】②取代反应： 【强调】该反应的历程并归纳反应特点。在这些反应里 , 甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子 所代替而生成了四种

11、取代产物。 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团 所代替的反应叫做取代反应。 【说明】 a. 甲烷与氯气的反应条件为光照 , 该光照只能是日光漫射 , 若是强光直射则会发生爆 炸。 b. 与氯气相似 , 其他的卤素单质在气态和光照条件下 , 也可以和甲烷发生取代反应。【知识拓展】 【讲述】 将甲烷在隔绝空气加热到 1000 度以上 ,甲烷会发生分解反应。 ③热分解： CH 4 —→ C + 2H2 【推论】甲烷分解要求的温度很高 ,说明甲烷的热稳定性很强。 【归纳】甲烷的三大化学性质。 【过渡】甲烷的这些性质决定了它的用

12、途 , 请同学们阅读教材 56 页上的资料卡 , 了解甲烷的 用途。 【多媒体】展示乙烷、丙烷、丁烷的结构式 【提问】 1．乙烷、丙烷、丁烷的组成元素是什么？ 2．乙烷、丙烷、丁烷的结构式有什么相同点？ 【板书】二、 烷烃 【学生活动】根据甲烷、乙烷、丙烷的分子式 , 归纳烷烃的通式 【板书】通式： Cn H2n+2 (n ≥ 1) 【分析】分析甲烷、乙烷、丙烷的分子组成 , 引出同系物的概念。 4 / 6 【讲述】烃、烷烃的概念 , 烷烃通式及名称 【板书】同系物：结构相似 ,

13、分子组成上相差 1 个或若干个 “CH”原子团的有机化合物的互 2 称。 【总结】这节课我们研究了甲烷的分子结构 , 物理性质及化学性质 , 了解甲烷的性质和用途 就能帮助我们合理开发和利用资源 , 更好地为人类社会的生产和生活服务。 【巩固练习】 1. “可燃冰 ”又称 “天然气水合物 ”,它是在海底的高压、低温条件下形成的 ,外观象冰。 1 体积 “可燃冰 ”可贮载 100～200 体积的天然气。下面关于 “可燃冰 ”的叙述不正确的是 A 可“燃冰 ”有可能成为人类未来的重要能源 B 可“燃冰 ”是一种比较洁净的能源 C 可“

14、燃冰 ”提供了水可能变成油的例证 D “燃冰可 ”的主要可燃成分是甲烷 2. 已知天然气的主要成份 CH4 是一种会产生温室效应的气体 ,等物质的量的 CH4 和 CO2 产生 的温室效应 ,前者大。下面是有关天然气的几种叙述：①天然气与煤、柴油相比是较清洁的 能源；②等质量的 CH4 和 CO2 产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因 之一。其中正确的 A 是①、②、③ B 只有① C 是①和② D 只有③ 3. 1mol 甲烷完全与氯气发生取代反应 ,若生成相同物质的量的四种取代物 ,则

15、消耗氯气的物 质的量为 A 1mol B 2mol C 2.5mol D 4mol 4. 等物质量的甲烷和氯气组成的混和气体,经较长时间的光照 ,最后得到的有机物是 ① CH3Cl ② CH2Cl 2 ③CHCl 3 ④ CCl 4 A 只有① B 只有② C 只有①②③ D ①②③④ 5. 一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为 CO、 CO2 和水蒸气 ,此混合气体重 49.6g,当其缓缓通过足量无水氯化钙时 ,CaCl2 固体增重 25.2g,原混合气体中 CO2 的质量为 A 12.5g B

16、13.2g C 19.7g D 24.4g 6. 乙烷在光照的条件下与氯气混和 ,最多可以生成几种物质 A 6 种 B 7 种 C 9 种 D 10 种 7. 下列物质：①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳 ,其中分子具有正四面体型的是（ ） A. ①②③ B. ①③④ C .②③④ D. ①②③④ 8. 把 1 体积 CH4 和 4 体积 Cl 2 组成的混合气体充入大试管中 ,将此试管倒立在盛有饱和食盐 水的水槽里 ,放在光亮处 ,试推测可观察到的现象是： 5 / 6

17、 ① _______________ ； ② _______________ ； ③ _______________ ； ④ _______________ 。 参考答案 1.C 2.C 3..C 4.D 5.B 6.D 7.C(说明金刚石是原子晶体不是分子晶体 ) 8.①黄绿色逐渐消失；②试管壁上有黄色油珠；③水位在试管内上升；④水槽内有少量晶 体析出。 6 / 6